UART数据收发原理详解：调试与速率计算

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 是一种广泛应用于电子设备之间通信的串行接口标准，尤其在微控制器和嵌入式系统中常见。本文主要介绍了UART数据的收发原理，针对初学者可能遇到的问题提供了清晰的指导。 首先，了解串行数据的格式至关重要。异步串行通信通常包括起始位、数据位和停止位。起始位和停止位用来同步数据传输，如在TTL电平下，起始位是低电平，停止位是高电平。数据位的数量可以根据需要设置，如5、6、7或8位。例如，一个16进制数"55AAH"，若采用8位数据位和1位停止位，会在信号线上形成特定的波形，如图1和图2所示，分别对应TTL和RS-232电平。 利用示波器观察波形是调试UART通信的重要手段。通过测量数据帧的长度，比如图3中第一个字节的10位（包括起始、数据和停止位）占用大约1.05ms，我们可以计算出波特率，如9600bps或19200bps，这对于确认波特率的正确性非常有帮助。 当遇到通信问题时，通过分析波形能够判断是否存在问题，比如数据丢失或错误。在半双工的RS-485通信中，如图4所示的正确发送时序，控制信号与数据信号的同步至关重要。如果控制信号过早或过晚关闭，如图5和图6所示，会导致数据的不完整或错误。因此，理解并确保发送和接收的同步是RS-485通信成功的关键。 掌握UART数据收发的原理，包括数据格式、波特率计算以及同步控制信号的应用，是进行串行通信调试的基础。通过实际操作和波形分析，能够有效排查和解决问题，提升电子设计和维护的效率。